Bioimpresión 3D para reparar lesiones de médula espinal

Por años un campo de interés en investigación biomédica y en la medicina regenerativa ha sido el investigar los mecanismos de reparación celular con la finalidad de encontrar respuestas y nuevos tratamientos para pacientes que han sufrido algún tipo de daño en algún tejido, siendo el mayor reto hasta ahora poder reparar la médula espinal y cuyo traumatismo a menudo causa problemas de movilidad paralizantes o varios tipos de parálisis en todo el cuerpo. Por lo que los pacientes que han sufrido algún daño en el ven reducida su calidad de vida e independencia, lo cual afecta gravemente no solo al paciente, sino también a la familia. Pero este 9 de agosto del 2018 se dio a conocer los resultados obtenidos por el trabajo multidisciplinario entre un equipo de ingenieros médicos e investigadores de la Universidad de Minnesota en Estados Unidos que desarrollaron un dispositivo médico, mediante impresión 3D, que podría ayudar a los pacientes con lesiones de médula espinal a aliviar el dolor y recuperar algunas funciones musculares; así como recuperar el control de esfínteres y vejiga.

Las lesiones en la columna vertebral pueden ser como líneas eléctricas caídas, incluso si todo a cada lado de la lesión es perfectamente funcional, la ruptura puede cerrar de manera efectiva todo el sistema. El dispositivo biomédico desarrollado se basa en una matriz en base de silicona impresa en 3D y que alberga células especializadas que podrían ayudar a unir las células nerviosas de la médula espinal dañada del paciente.

Video: El proceso de impresión 3D se puede ver en el siguiente video.

En primer lugar, se imprime en 3D una matriz hecha de silicona que funciona como soporte para, posteriormente, implantar mediante impresión 3D células neuronales especializadas de manera intercalada; asi como tambien sirve como plataforma para implantar en el área lesionada de la médula espinal. El resultado funciona como un "puente" entre las células y matriz del dispositivo y las células nerviosas en la médula espinal.

Esta es la primera vez que alguien ha sido capaz de imprimir directamente en 3D células madre neuronales derivadas de células humanas adultas en una matriz impresa en 3D y hacer que las células se diferencien en células nerviosas activas en el laboratorio. Para llegar a esto, Michael McAlpine co-autor del artículo, comentó que fue necesario probar diferentes recetas en el proceso de impresión y superar varias dificultades en mantener las células vivas y “felices”. Hasta que llegaron a  mantener vivas a alrededor del 75% de las células durante el proceso de impresión 3D y luego lograr que se conviertan en neuronas sanas.

Si bien el dispositivo aún no se ha probado en pacientes, ni en modelos animales, las pruebas de laboratorio han demostrado que las neuronas crecen a lo largo de los canales de la matriz de silicona y están activas, lo cual es muy prometedor para tratamientos de lesiones en médula espinal y que permitirá transmitir señales a través de la lesión, lo que podría mejorar las funciones de los pacientes siendo un cambio significativo para sus vidas.

Fuentes: 

1. 3D Printed Stem-Cell Derived Neural Progenitors Generate Spinal Cord Scaffolds.Daeha Joung et al. Advanced Functional Materials (2018). DOI: 10.1002/adfm.201801850 
2. New 3D-printed device could help treat spinal cord injuries. Universidad de Minnesota. 09 de agosto, 2018. Disponible en: https://twin-cities.umn.edu/news-events/new-3d-printed-device-could-help-treat-spinal-cord-injuries
3. University of Minnesota Researchers Develop 3D Printed Device to Treat Spinal Cord Injuries. All3dp. 10 de agosto, 2018. Disponible en: https://all3dp.com/4/university-minnesota-researchers-develop-3d-printed-device-treat-spinal-cord-injuries/?utm_source=push
4. 3D-printed device could help treat spinal cord injuries. Verdic Medical Divices. 10 de agosto, 2018. Disponible en: https://www.medicaldevice-network.com/news/3d-printed-device-help-treat-spinal-cord-injuries/
5. New 3D-printed device may help treat spinal cord injuries. Business Standard. 10 de agosto, 2018. https://www.business-standard.com/article/pti-stories/new-3d-printed-device-may-help-treat-spinal-cord-injuries-118081000297_1.html
6. 3D-printed nerve stem cells could help patch up spinal cord injuries. New Atlas. 10 de agosto, 2018. Disponible en: https://newatlas.com/3d-print-neurons-bridge-spinal-cord-injury/55849/
7. Tiny 3D Printed Device Could Save Injured Spinal Cords. Interesting Engineering. 10 de agosto, 2018. Disponible en: https://interestingengineering.com/tiny-3d-printed-device-could-save-injured-spinal-cords
8. 3D Printed Silicone and Stem Cell Implant to Treat Spinal Cord Injuries. Medgadget. 13 de agosto, 2018. Disponible en: https://www.medgadget.com/2018/08/3d-printed-silicone-and-stem-cell-implant-to-treat-spinal-cord-injuries.html
9. University of Minnesota reports breakthrough in 3-D printing for spinal cord repair. Phys.org. 13 de agosto, 2018. Disponible en: https://phys.org/news/2018-08-university-minnesota-breakthrough-d-spinal.html
10. New 3D-printed device may help treat spinal cord injuries. Health World From The Economic Time. 10 de agosto, 2018. Disponible en: https://health.economictimes.indiatimes.com/news/medical-devices/new-3d-printed-device-may-help-treat-spinal-cord-injuries/65352435

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